[发明专利]超高分辨率压缩球波束形成声源识别方法

权利要求书

1.超高分辨率压缩球波束形成声源识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)基于泰勒展开构建所述球谐函数域二维离网压缩球波束形成模型；

2)为球谐函数域二维离网压缩球波束形成模型中的未知变量提供先验假设，并计算未知变量的联合概率密度函数。

3)根据未知变量的联合概率密度函数，对球谐函数域二维离网压缩球波束形成模型的未知变量进行解算，估计得到声源DOA和声源强度。

2.根据权利要求1所述的超高分辨率压缩球波束形成声源识别方法，其特征在于，所述球谐函数域二维离网压缩球波束形成模型如下所示：

P＝H(Δθ,Δφ)X+N (1)

式中，为声压矩阵；为声源强度矩阵；为噪声矩阵；表示复数集；Q、L、G分别传声器数目、快拍数目、网格点数目，每一个网格点对应一个潜在声源；

其中，传递函数矩阵H(Δθ,Δφ)如下所示：

H(Δθ,Δφ)＝(A(Γ_F)+B_θ(Γ_F)Diag(Δθ)+B_φ(Γ_F)Diag(Δφ)) (2)

式中，Γ_F是各网格点所在方向的集合，Γ_F＝{(θ_Fg,φ_Fg)|g＝1,2,…,G}；θ_Fg、φ_Fg是第g个网格点仰角和方位角方向；Δθ、Δφ分别是仰角和方位角方向的DOA偏移量向量；Diag(·)表示生成以括号内向量为对角线的对角矩阵；

矩阵A(Γ_F)、矩阵B_θ(Γ_F)、矩阵B_φ(Γ_F)如下所示：

式中，矩阵N为球谐函数的最高阶次；向量矩阵向量上标H表示Hermitian转置；为n阶m次球谐函数；n＝0,1,…,N，m＝-N,…,0,…,N，为模态强度矩阵；b_n(kr_F,ka)为第n阶模态强度；k为波数；r_F为聚焦半径；a为球阵列半径。Γ_M是各传声器所在方向的集合，Γ_M＝{(θ_Mq,φ_Mq)|q＝1,2,…,Q}；θ_Fg、φ_Fg是第g个网格点仰角和方位角方向；θ_Mq、φ_Mq是第q个传声器仰角和方位角方向；

3.根据权利要求1所述的超高分辨率压缩球波束形成声源识别方法，其特征在于，所述球谐函数域二维离网压缩球波束形成模型的未知变量包括声源强度矩阵X、噪声矩阵N、仰角方向的DOA偏移量向量Δθ、方位角方向的DOA偏移量向量Δφ。